CN113904106B - 一种内置于无线网络端设备的天线 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种内置于无线网络端设备的天线，属于天线领域，其包括金属件制作的天线辐射体以及与所述天线辐射体连接的信号芯片；所述天线辐射体的走线形状包括弯型形状或回型形状；所述回型形状包括：由连接接地点和馈电点的馈线所围成的“口”字型馈线，以及与所述“口”字型馈线一端连接、环绕于“口”字型馈线并靠近接地点的“C”形馈线；所述连接接地点和馈电点的馈线之间设有间隙，所述“口”字型馈线和“C”形馈线之间设有间隙；通过调节天线辐射体的馈线宽度或间隙的大小，实现对天线带宽的调节。本申请具有便于拓展带宽的效果。

Description

一种内置于无线网络端设备的天线

技术领域

本发明涉及天线领域，尤其是涉及一种内置于无线网络端设备的天线。

背景技术

随着无线网络技术的发展，摄像头、投影仪、遥控器等无线网络终端设备呈越来越小型化的发展趋势，使得终端设备内部可利用空间逐步减少，天线的外观要求也需随之更加精密、小巧。

目前，移动终端的天线通常采用陶瓷天线或者金属配合陶瓷烧结的天线，体积较大。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在的缺陷在于：传统的天线由于体积较大，使得调试难，不便于拓展带宽，难以满足无线网络终端设备在无线网络覆盖中的应用。对此，有待进一步改进。

发明内容

为了便于拓展带宽，本申请提供一种内置于无线网络端设备的天线。

本申请提供的一种内置于无线网络端设备的天线采用如下的技术方案：

一种内置于无线网络端设备的天线，包括金属件制作的天线辐射体以及与所述天线辐射体连接的信号芯片；所述天线辐射体的走线形状包括弯型形状或回型形状；所述回型形状包括：由连接接地点和馈电点的馈线所围成的“口”字型馈线，以及与所述“口”字型馈线一端连接、环绕于“口”字型馈线并靠近接地点的“C”形馈线；所述连接接地点和馈电点的馈线之间设有间隙，所述“口”字型馈线和“C”形馈线之间设有间隙；通过调节天线辐射体的馈线宽度或间隙的大小，实现对天线带宽的调节。

通过采用上述技术方案，弯型形状或回型形状的天线辐射面积利用率高，抗干扰能力强；天线辐射体的走线形状可以方便调节馈线宽度或间隙的大小，使天线辐射体的阻抗与输入天线辐射体的阻抗更加匹配，继而拓宽了带宽；同时，本申请中的天线辐射体由金属件制作而成，因为可以使得天线的损耗较小，增强了天线的方向性；另外，通过调节间隙的大小，还可以使得天线的阻抗、增益、效率等电性能指标更好。

可选的，所述回型形状包括K馈线、A馈线、B馈线、C馈线、D馈线、E馈线、F馈线、G馈线、H馈线、I馈线和J馈线；所述K馈线与A馈线的一端连接，所述B馈线的两端分别与A馈线的另一端和C馈线的一端连接，所述C馈线的另一端与D馈线的侧边连接，所述D馈线的两端分别与E馈线和H馈线的一端连接，所述F馈线的两端分别与E馈线的另一端和G馈线的一端连接，所述I馈线的两端分别与H馈线的另一端和J馈线的一侧连接；所述A馈线、C馈线、E馈线、G馈线、H馈线以及J馈线之间相互平行；所述B馈线、D馈线、F馈线以及I馈线之间相互平行；所述A馈线与B馈线相互垂直，所述G馈线与J馈线的长度相同。

通过采用上述技术方案，回型形状的设计可以进一步方便调节馈线宽度或间隙的大小，使天线获得更好的电性能参数，省去阻抗匹配网络的复杂设计，从而便于拓宽带宽。

可选的，所述C馈线与H馈线之间设有开路匹配线路，所述开路匹配线路包括L馈线和M馈线，所述L馈线与M馈线相互垂直，所述L馈线的一端连接于B馈线和C馈线的共同端点，所述M馈线的一端连接于D馈线和H馈线的共同端点、另一端连接于L馈线的另一端。

通过采用上述技术方案，在天线辐射体的阻抗较大、呈感性时，开路匹配线路可以便于调节天线辐射体的阻抗，实现对天线带宽的调节，使天线辐射体的阻抗与输入天线辐射体的阻抗相适配。

可选的，所述G馈线与K馈线之间设有用于形成短路匹配线路的短路线。

通过采用上述技术方案，从而可以在天线辐射体的阻抗与输入天线辐射体的阻抗适配度较低时，利用短路线调整天线辐射体的阻抗，继而实现天线辐射体的阻抗与输入天线辐射体的阻抗相适配。

可选的，所述G馈线的接地部分的长度为4mm，宽度为4mm。

通过采用上述技术方案，G馈线的接地部分的长度为4mm，宽度为4mm，便于与连接电缆的屏蔽层相连接，从而提高G馈线的适用范围。

可选的，所述G馈线的接地部分形状包括L型或者U型。

通过采用上述技术方案，G馈线的接地部分形状可以使天线辐射体的阻抗与输入天线辐射体的阻抗更加匹配。

可选的，在满足以下条件的基础上，对所述天线辐射体的馈线长度、宽度或间隙的大小进行调节，实现对天线带宽的调节：驻波比≤2，输入阻抗为50欧，增益为2dBi，效率为40％以上，频率范围为850MHz-960MHz、1710MHz-1990MHz，极化方式为垂直极化。

通过采用上述技术方案，在满足以下条件的基础上，天线辐射体的通信频段可以双频段覆盖，同时减少其他电磁波的干扰，从而提高天线辐射体的实用性。

可选的，所述K馈线的宽度为2.5-4.5mm，所述A馈线、B馈线、C馈线、D馈线、E馈线、F馈线、H馈线以及I馈线的宽度为1-2.5mm。

通过采用上述技术方案，A馈线、B馈线、C馈线、D馈线、E馈线、F馈线、H馈线、I馈线以及K馈线的体积较小，结构简单，成本低廉，便于规模生产，保证天线辐射体的小型化，使天线辐射体能够应用在尺寸受限的无线网络技术的终端设备之中。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.弯型形状或回型形状的天线辐射面积利用率高，抗干扰能力强；天线辐射体的走线形状可以方便调节馈线宽度或间隙的大小，使天线辐射体的阻抗与输入天线辐射体的阻抗更加匹配，继而拓宽了带宽；

2.天线辐射体的通信频段可以双频段覆盖，同时减少其他电磁波的干扰，从而提高天线辐射体的实用性。

附图说明

图1是本申请的一种实施例的结构示意图。

图2是本申请的一种实施例的开路匹配线路的结构示意图。

图3是本申请的一种实施例的短路匹配线路的结构示意图。

附图标记说明：

1、天线辐射体；11、K馈线；12、A馈线；13、B馈线；14、C馈线；15、D馈线；16、E馈线；161、F馈线；162、G馈线；17、H馈线；171、I馈线；172、J馈线；18、L馈线；19、M馈线；

2、短路线。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种内置于无线网络端设备的天线。

参照图1，天线包括天线辐射体1以及信号芯片，天线辐射体1采用金属件制作，在本实施例中，金属件包括银、铜以及铝，而信号芯片与天线辐射体1相连接。

在天线的使用中，方向性(指天线的水平面的不圆度)是天线的重要性能指标之一，比如方向性好的天线在360度的水平面都是比较强，而方向性不好的天线在360度的水平面范围内，在某个方向是比较强，但是在其他方向却比较弱；采用金属结构加工而成的天线辐射体1的损耗小、方向性好且产品性能的一致性好，可以直接匹配安装在无线网络终端设备的内部，继而与收发信机设备相匹配，便于产品模具化加工以及规模化生产。

天线辐射体1的长度、宽度以及高度根据实际情况设置，比如在摄像头内部安装该天线时，天线辐射体1的尺寸不能超出摄像头的尺寸。

参照图1，天线辐射体1的走线形状包括弯型形状或回型形状，其中，回形形状包括“口”字型馈线以及“C”形馈线，“口”字型馈线由连接接地点和馈电点的馈线所围成，而连接接地点和馈电点的馈线之间设有间隙，同时“C”形馈线与“口”字型馈线的一端连接，“C”形馈线环绕在“口”字型馈线上且靠近接地点，“C”形馈线与“口”字型馈线和之间设有间隙。

弯型形状或回型形状的走线形状有利于无线网络终端设备在有限的空间内，实现天线的性能指标的优化。

在使用天线时，连接电缆焊接在馈电点上，通过馈电点与天线辐射体1连接，具体的，连接电缆的芯线与馈电点导通、连接电缆远离馈电点的一端与无线网络终端设备连接，连接电缆的屏蔽层与接地点焊接、导通。其中，弯型形状或回型形状的走线形状有利于连接电缆的屏蔽层与接地点焊接、导通。

在本实施例中，连接电缆的特性阻抗为输入天线辐射体1的阻抗，连接电缆的特性阻抗为50欧；天线辐射体1的馈线长度、宽度或间隙的大小通过输入天线辐射体的阻抗确定，按实际需要调整，直至满足以下条件：驻波比≤2，输入阻抗为50欧，增益为2dBi，效率为40％以上。

为了在无线局域网的网络覆盖中，满足较小的天线尺寸以及减少其它电磁波的干扰，同时覆盖多个通信频段的要求，故条件还包括：天线辐射体1的通信频段包括低频段和高频段，其中，低频段的频率范围为850MHz-960MHz，高频段的频率范围为1710MHz-1990MHz，极化方式为垂直极化。

具体实施时，通过调节“C”形馈线(即天线的辐射振子)和“口”字型馈线(即天线的耦合振子)的长度来调节实现上述的低频段的频率范围和高频段的频率范围——一般来说，天线的辐射振子的长度为中心频点的1/2波长，耦合振子的长度为中心频点的1/4波长或者1/2波长。

参照图1，具体的回形形状包括K馈线11、A馈线12、B馈线13、C馈线14、D馈线15、E馈线16、F馈线161、G馈线162、H馈线17、I馈线171以及J馈线172；其中，K馈线11与A馈线12的一端连接，A馈线12的另一端与B馈线13的一端连接，B馈线13的另一端与C馈线14的一端连接，C馈线14的另一端与D馈线15的中段连接；D馈线15的两端分别与E馈线16和H馈线17的一端连接，E馈线16的另一端与F馈线161的一端连接，F馈线161的另一端与G馈线162的一端连接，接地点位于G馈线162上；H馈线17的另一端与I馈线171的一端连接，I馈线171的另一端与J馈线172的一侧连接，J馈线172与G馈线162的长度相同，馈电点位于J馈线172上。

参照图1，A馈线12、C馈线14、E馈线16、G馈线162、H馈线17以及J馈线172之间相互平行，而B馈线13、D馈线15、F馈线161以及I馈线171之间相互平行，同时，A馈线12与B馈线13相互垂直。

可以根据输入天线辐射体1的阻抗来调节天线辐射体的阻抗，实现天线辐射体1的阻抗与输入天线辐射体的阻抗相匹配；在需要增大天线辐射体1的阻抗时，可以减小B馈线13的宽度；在需要减小天线辐射体1的阻抗时，可以增大B馈线13的宽度，从而使天线辐射体1的阻抗与连接电缆的特性阻抗相适配，拓宽了天线的带宽，同时降低了天线的驻波比，有利于提高天线的增益。

具体的说，天线的增益主要由天线本身的产品特性来决定，增益的多少由“C”形馈线(即天线的辐射振子)和“口”字型馈线(即天线的耦合振子)所形成的天线辐射体的单元数多少决定；对于一个天线单元而言，其增益与驻波比大小、幅度相位的控制以及阻抗匹配的大小等有关。

参照图1，由于具体无线网络终端设备的内部环境不一样，相对应匹配的天线空间范围也不一样，故需要对天线进行调试匹配工作；在本实施例中，K馈线11的宽度为2.5-4.5mm，而A馈线12、B馈线13、C馈线14、D馈线15、E馈线16、F馈线161、H馈线17以及I馈线171的宽度均为1-2.5mm；

参照图1，在本实施例中，为了有利于连接电缆的接地焊接、充分利用终端设备的内部空间，且优化天线的性能指标，故G馈线162接地部分的长度为4mm，宽度为4mm；为了进一步实现匹配阻抗的目的，故G馈线162的接地部分形状包括L型或者U型。

在其他实施例中，所述的G馈线162接地部分的长度和宽度也可以根据需求适当调整为其他的数值。

参照图2，在测量后得出天线辐射体1的阻抗大、呈感性时，可以在天线辐射体1的转角处加入开路匹配线路，在本实施例中，在C馈线14与H馈线17之间设有开路匹配线路，其中，开路匹配线路包括L馈线18和M馈线19，L馈线18与M馈线19相垂直，L馈线18的一端连接于B馈线13和C馈线14的共同端点，L馈线18的另一端连接于M馈线19的一端，M馈线19的另一端连接于D馈线15和H馈线17的共同端点；通过加入的开路匹配线路，实现天线辐射体1的阻抗与输入天线辐射体1的阻抗相适配。

参照图3，由于馈电点与接地处连接在一起时，会形成短路，损坏天线辐射体1，故在天线辐射体的1阻抗与输入天线辐射体1的阻抗适配度较低的时候，可以在天线辐射体1除了馈电点外的其他位置与接地处之间加入短路线，形成短路，使天线辐射体1的阻抗与输入天线辐射体1的阻抗更加适配，在本实施例中，在G馈线162与K馈线11之间设有短路线。

本申请实施例一种内置于无线网络端设备的天线的实施原理为：连接电缆通过馈电点与天线辐射体1连接，既可以通过调节B馈线13的宽度，也可以通过调节G段162与J段172之间的间隙大小来改变天线辐射体1的阻抗，便于拓展带宽，使天线辐射体1的阻抗与输入天线辐射体1的阻抗更加适配。

发明人对本申请中的天线结构进行了一系列测试，具体如下：

在天线的阻抗特性以及损耗的测试中，可以通过回波损耗特性来进行衡量；在本实施例中，采用S11表示回波损耗特性；参考表格1，本申请达到了行业天线设计要求，覆盖频率、增益都较好。

表1

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种内置于无线网络端设备的天线，其特征在于，包括金属件制作的天线辐射体（1）以及与所述天线辐射体（1）连接的信号芯片；所述天线辐射体（1）的走线形状包括回型形状；所述回型形状包括：由连接接地点和馈电点的馈线所围成的“口”字型馈线，以及与所述“口”字型馈线一端连接、环绕于“口”字型馈线并靠近接地点的“C”形馈线；所述连接接地点和馈电点的馈线之间设有间隙，所述“口”字型馈线和“C”形馈线之间设有间隙；通过调节天线辐射体（1）的馈线宽度或间隙的大小，实现对天线带宽的调节；

其中，所述回型形状包括K馈线（11）、A馈线（12）、B馈线（13）、C馈线（14）、D馈线（15）、E馈线（16）、F馈线（161）、G馈线（162）、H馈线（17）、I馈线（171）和J馈线（172）；所述K馈线（11）与A馈线（12）的一端连接，所述B馈线（13）的两端分别与A馈线（12）的另一端和C馈线（14）的一端连接，所述C馈线（14）的另一端与D馈线（15）的侧边连接，所述D馈线（15）的两端分别与E馈线（16）和H馈线（17）的一端连接，所述F馈线（161）的两端分别与E馈线（16）的另一端和G馈线（162）的一端连接，所述I馈线（171）的两端分别与H馈线（17）的另一端和J馈线（172）的一侧连接；所述A馈线（12）、C馈线（14）、E馈线（16）、G馈线（162）、H馈线（17）以及J馈线（172）之间相互平行；所述B馈线（13）、D馈线（15）、F馈线（161）以及I馈线（171）之间相互平行；所述A馈线（12）与B馈线（13）相互垂直，所述G馈线（162）与J馈线（172）的长度相同；

其中，所述接地点位于所述G馈线（162），所述馈电点位于所述J馈线（172）；通过减小所述B馈线（13）的宽度，增大所述天线辐射体（1）的阻抗；通过增大所述B馈线（13）的宽度，减小所述天线辐射体（1）的阻抗。

2.根据权利要求1所述的内置于无线网络端设备的天线，其特征在于，所述C馈线（14）与H馈线（17）之间设有开路匹配线路，所述开路匹配线路包括L馈线（18）和M馈线（19），所述L馈线（18）与M馈线（19）相互垂直，所述L馈线（18）的一端连接于B馈线（13）和C馈线（14）的共同端点；所述M馈线（19）的一端连接于D馈线（15）和H馈线（17）的共同端点，另一端连接于L馈线（18）的另一端。

3.根据权利要求1所述的内置于无线网络端设备的天线，其特征在于，所述G馈线（162）与K馈线（11）之间设有用于形成短路匹配线路的短路线（2）。

4.根据权利要求1所述的内置于无线网络端设备的天线，其特征在于，所述G馈线（162）的接地部分的长度为4mm，宽度为4mm。

5.根据权利要求1所述的内置于无线网络端设备的天线，其特征在于，所述G馈线（162）的接地部分形状包括L型或者U型。

6.根据权利要求1所述的内置于无线网络端设备的天线，其特征在于，在满足以下条件的基础上，对所述天线辐射体（1）的馈线长度、宽度或间隙的大小进行调节，实现对天线带宽的调节：驻波比≤2，输入阻抗为50欧，增益为2dBi，效率为40%以上，频率范围为850MHz至960MHz和1710MHz至1990MHz，极化方式为垂直极化。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的内置于无线网络端设备的天线，其特征在于，所述K馈线（11）的宽度为2.5至4.5mm，所述A馈线（12）、B馈线（13）、C馈线（14）、D馈线（15）、E馈线（16）、F馈线（161）、H馈线（17）以及I馈线（171）的宽度为1至2.5mm。